Учёные Томского политехнического университета вместе с коллегами из Мексики и Новосибирска разработали препарат с наночастицами серебра, который более эффективно по сравнению с зарубежными антибиотиками борется с маститом у коров. Это заболевание поражает их молочную железу, что существенно снижает продуктивность, а также качество молока. Результаты исследования опубликованы в журнале ACS Applied Nano Materials (Q1, IF: 5.3). Проект поддержан грантом РНФ.
Причиной болезни является образование в организме животного так называемых бактериальных биоплёнок. Именно они способствуют развитию хронических инфекций, поскольку обладают повышенной устойчивостью к антибиотикам и дезинфицирующим средствам.
Наиболее распространённым методом профилактики является использование антибиотиков. Причём, антибиотики активно используются и в животноводстве – в профилактических и терапевтических целях. А на ветеринарную медицину в мире приходится более 50 % использования противомикробных препаратов. Однако некоторые антибиотики, например, ампициллин и клоксациллин, могут стимулировать образование биоплёнки в определённых штаммах бактерий.
«Нами были исследованы различные методы, направленные на предотвращение образования биоплёнки, включая использование наночастиц серебра (AgNP). При этом предыдущие исследования были сосредоточены на выявлении эффективности применения AgNP in vitro. В этом исследовании мы изучили эффективность AgNP in vivo при лечении 700 дойных коров с субклиническим маститом в животноводческих хозяйствах Новосибирской области. Субклинический мастит — воспаление тканей вымени, при котором поражаются лишь небольшие участки молочной железы, в основном группы альвеол. Это приводит к снижению качества молока и продуктивности его получения и может, при отсутствии лечения, перейти в клиническую фазу. Субклиническая форма мастита при этом характеризуется отсутствием клинических признаков при высоком содержании соматических и бактериальных клеток в молоке», – говорит руководитель проекта, профессор Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ Алексей Пестряков.
Исследовались коровы в возрасте от 2,5 до 5 лет и весом от 400 до 500 кг. Они были разделены на две группы по 350 голов в каждой. Одна получала лечение распространённым зарубежным антибиотиком, другая – препаратом «Арговит-С AgNP», разработанным политехниками вместе с коллегами.
Оба вида лечения – зарубежным антибиотиком и препаратом «Арговит-С AgNP» – применялись интрамаммарным (сосредоточенным непосредственно в молочной железе – ред.) путём введения до полного выздоровления, которое определялось на основе ежедневных биохимических тестов. Образцы молока у обеих групп собирались до и после лечения. Образцы, собранные до лечения, служили контрольными/референтными.
«В случае коммерческого антибиотика доза и концентрация применялись в соответствии с инструкцией производителя. В случае «Арговита» она была выбрана на основании результатов предварительных экспериментов. В данном исследовании коровам с субклиническим маститом раз в сутки вводили 10-кратно разведённый «Арговит» в объёме от 2 до 15 мл на одну особь с концентрацией действующих веществ от 5 до 15 %. Терапевтическая эффективность «Арговита» определялась по числу дней лечения и подсчётом количества соматических и бактериальных клеток в образцах», – добавляет Алексей Пестряков.
Далее были исследованы культуральные, морфологические и биохимические свойства бактерий рода Streptococcus spp., выделенных из секрета молока до и после лечения. Были всесторонне проанализированы шесть бактерий (S. aureus , S. epidermidis , S. dysgalactiae , E. coli, S. agalactiae и S. Pyogenes).
«В результате было выявлено, что после лечения коров наночастицами серебра индекс образования биоплёнки и количество изолятов с прочными биоплёнками для шести бактерий снизились на 20,4 % и 35,6 % соответственно. После лечения коров коммерческим антибиотиком наблюдались противоположные эффекты. Насколько нам известно, настоящее исследование представляет собой первое крупномасштабное трансляционное исследование влияния обработки AgNP на образование биоплёнки при терапии бактериальных заболеваний у животных. Терапия AgNP может быть одним из комплексных подходов к борьбе с устойчивостью к антибиотикам», – подытоживает профессор ТПУ.
Источник: habr.com
